مقياس المطرقة

قشور مطرقة متقشرة ذات شكل كروي

قشور المطرقة ، أو ما يُعرف أيضًا بقشور المطرقة ، هي منتج ثانوي متقشر أو كروي الشكل ينتج عن عملية تشكيل الحديد (للاطلاع على المصطلح الحديث المكافئ، انظر قشور المطاحن ). تُستخرج قشور المطرقة بشكل شبه دائم من الحفريات الأثرية في المناطق التي كان يُكرر فيها خام الحديد ويُشكل. كما تُساعد خصائصها المغناطيسية في استخراجها ورسم خرائط المعالم الكبيرة من خلال مسوحات الحساسية المغناطيسية. [ 1 ] يمكن أن تُوفر قشور المطرقة معلومات حيوية عن الموقع الأثري، مثل وظيفة المعلم . [ 2 ]

وصف

السمات الفيزيائية

يظهر فطر هامر سكيل في شكلين: رقائق وكريات مجوفة. تتفاوت الرقائق بشكل كبير في المظهر والحجم؛ ومع ذلك، يتراوح لونها من الأسود الداكن إلى الأزرق أو الرمادي اللامع، ويتراوح سمكها من واحد إلى خمسة ملليمترات. ومثل الرقائق، فإن الكريات صغيرة الحجم أيضًا، ولكن حجمها قد يختلف. ويميل لونها إلى أن يتراوح من الرمادي إلى الأسود الداكن أو الأزرق. [ 3 ]

التركيب الكيميائي

يُعدّ التركيب الكيميائي لقشور المطرقة موضع جدل ويختلف اختلافًا كبيرًا. تتفق معظم المصادر على أن قشور المطرقة تتكون من شكل من أشكال أكسيد الحديد . ويُعتبر الماغنيتيت شكلاً مقبولاً عمومًا، وهو ما يُكسب قشور المطرقة خصائصها المغناطيسية الملحوظة. مع ذلك، قد يتغير التركيب الكيميائي لقشور المطرقة تبعًا للمرحلة التي تنشأ منها في عملية تنقية الحديد ؛ ففي حالة الرقائق والكرات من المراحل المبكرة، يكون التركيب مختلطًا إلى حد كبير، بينما تكون الرقائق من المراحل المتأخرة عبارة عن أشكال أنقى من أكسيد الحديد. [ 4 ] في النهاية، لا يزال البعض يجادل بأن المكونات الكيميائية لقشور المطرقة، إلى جانب الحديد، تختلف اختلافًا كبيرًا، إذ تتجاوز الأكسجين المتأين لتكوين أكسيد معدني. [ 5 ]

إنتاج

حداد حديث في فنلندا يمارس صناعة الحديد بطريقة مشابهة للأساليب القديمة التي أدت إلى إنتاج قشور المطرقة

تتشكل طبقة رقيقة من أكسيد الحديد نتيجة الأكسدة السريعة للحديد الساخن في الهواء. تتكون طبقة خارجية من أكسيد الحديد على قطعة حديد ساخنة، والتي قد تنفصل بعد ذلك عن القطعة الأصلية بسبب ضربة مطرقة أو انكماش حراري تفاضلي . [ 6 ]

تُنتج قشور الحديد بكميات كبيرة خلال مراحل متعددة من عملية الحدادة . ولإنتاج الحديد النقي اللازم للتشكيل، يجب على الحداد أولاً تنقية خام الحديد. ينتج عن صهر الخام ما يُعرف بـ" الكتلة "، وهي خليط مسامي من الخبث والمعدن. ثم يقوم الحداد بتسخين الكتلة وطرقها بشكل متكرر لإزالة الشوائب. تُنتج هذه التقنية قشور حديد ذات تركيبات متنوعة. ومع استمرار عملية التنقية، يزداد محتوى الحديد في قشور الحديد. [ 4 ]

تتكون طبقة إضافية من القشور أثناء تشكيل الحديد النقي نتيجة التسخين والطرق اللازمين لتشكيل القطعة. وتتميز هذه القشور بلونها الأزرق الداكن، وتميل إلى أن تكون أرق وأكثر قتامة نظرًا لارتفاع محتواها من أكسيد الحديد. [ 6 ]

يعتقد علماء الآثار أن قشور المطرقة الكروية تتشكل بشكل أساسي خلال عملية تُعرف باسم اللحام الناري. تُعرف هذه التقنية أيضًا باسم لحام الحدادة ، وتُستخدم لربط قطعتين معدنيتين بتسخينهما إلى درجة حرارة عالية ثم ضغطهما معًا باستخدام مطرقة أو أداة أخرى. لكي تنجح هذه الطريقة، يجب أن يكون سطح كل قطعة معدنية منصهرًا. عندما يطرق الحداد القطعتين معًا، يندفع بعض المعدن من بينهما، غالبًا على شكل تيار منصهر يبرد في الهواء ليشكل قشور المطرقة الكروية. [ 6 ]

من الممكن أيضًا أن تتشكل طبقة من قشور الحديد الكروية أثناء تنقية كتلة الفولاذ. إذ يمكن لأكسيد الحديد أن يتحد مع السيليكا، الموجودة في الخام، لتكوين الخبث . وعندما تُطرق الكتلة وتُكرر، يُطرد الخبث المنصهر. وبمجرد أن يبرد الخبث، تتشكل طبقة من قشور الحديد الكروية.

الاستخدام في علم الآثار

أعمال الحديد

نظراً للكميات الكبيرة من رقائق وقشور المطرقة الناتجة عن عمليات تشكيل الحديد الاعتيادية، غالباً ما يستخدم علماء الآثار وجودها لتحديد مواقع مصانع الحديد ومصاهرها. يسهل اكتشاف قشور المطرقة نظراً لتركيبها وطبيعتها المغناطيسية، مما يسمح باستخراجها بسهولة باستخدام المغناطيس . [ 7 ] إضافةً إلى ذلك، ونظراً لطبيعتها المغناطيسية أيضاً، فهي مفيدة جداً عند إجراء مسح للحساسية المغناطيسية للموقع. وعلى الرغم من أنه يتم العثور بشكل متكرر على كل من القطع الحديدية المصنّعة والخبث في مواقع تشكيل الحديد السابقة، إلا أن قشور المطرقة تُعتبر أكثر موثوقية في الاستخراج. نظراً لصغر حجمها، فمن المرجح أن تكون القطع الحديدية والخبث قد أُزيلت أو أُعيد استخدامها، بينما من المرجح أن رقائق أو كرات قشور المطرقة الصغيرة لم تُزل. [ 8 ]

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام توزيع قشور المطرقة داخل موقع أثري لتحديد وظيفة كل منطقة من مناطق هذا الموقع جزئيًا. على وجه الخصوص، تشير المناطق ذات التركيزات الأعلى من رقائق قشور المطرقة إلى وجود سندان موقد ، حيث تشكلت هذه الرقائق إما أثناء طرق الأدوات الحديدية أو انكسرت أثناء تسخين الحديد بدرجات نقاء مختلفة. في المقابل، يُعد وجود كميات كبيرة من الخبث داخل ورشة حدادة أو مصهر مؤكد أقل دلالة، على الرغم من أنه قد يشير إلى أكوام نفايات. [ 9 ] [ 10 ]

إلى جانب التوزيع، يُمكن أن يُساعد التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية لعينات مُحددة من قشور المطرقة علماء الآثار في تحديد الغرض من موقع صناعة الحديد. على وجه الخصوص، لا تُنتج بعض العينات، مثل قشور المطرقة الكروية، إلا خلال مراحل مُبكرة مُعينة من عملية تنقية الحديد، مما يُقدم دليلاً على أنشطة الصهر. أما الأشكال الرقائقية الأكبر حجماً والأكثر وضوحاً، فتنشأ حصراً تقريباً من طرق القطع الحديدية المُكتملة. من خلال دراسة الأنواع المُختلفة من قشور المطرقة الموجودة ومدى انتشارها، يُمكن لخبير المعادن المُدرَّب تحديد الغرض من كل منطقة من الموقع، بالإضافة إلى الغرض الأكبر للموقع بأكمله (مثل ورشة حدادة أو مصهر). [ 11 ]

تقنيات جمع البيانات

نظراً لصغر حجمها ولونها الداكن في الغالب، يصعب اكتشاف قشور المطرقة أثناء إجراء عمليات أثرية بسيطة، كالغربلة الجافة أو الرطبة . لذا، عندما تتوفر أدلة واضحة على أن موقعاً ما، كمنزل محفور في الأرض مثلاً، قد استُخدم في صناعة الحديد، يُنصح علماء الآثار بتشكيل شبكة وجمع عينات من التربة من الموقع لإجراء المزيد من التحليلات. يتيح ذلك لخبراء المعادن المدربين تحليل نوع قشور المطرقة ومدى انتشارها داخل البنية. لا تزال هذه الممارسة نادرة لضيق الوقت أو نقص الخبرة، ولكنها مع ذلك مُوصى بها، وفي حال تعذر تطبيقها، ينبغي تمرير مغناطيس فوق عينات التربة لجمع رقائق قشور المطرقة من الموقع. [ 11 ]

تاريخ ونماذج من الحفريات

ونظرًا لكونها جزءًا طبيعيًا على ما يبدو من تقنيات صناعة الحديد القديمة، فقد لوحظ وجود قشور المطارق في العديد من الحفريات الأثرية في مناطق عديدة من العالم مثل شمال أوروبا وبريطانيا العظمى وبلاد الشام . [ 6 ] [ 9 ] [ 11 ] [ 12 ]

يعود أول ذكر لقشور المطرقة في سياق أثري إلى دراسة أجريت عام 1941 لحصن روماني في بريطانيا العظمى، يقع على سور هادريان . كما أسفرت حفريات عام 1960 لموقع روماني لصناعة الحديد في نورفولك عن العثور على قشور المطرقة. وفي الحفريات الأحدث، جرى استخراج قشور المطرقة بطريقة أكثر منهجية، باستخدام طريقة الشبكة المذكورة سابقًا . فعلى سبيل المثال، في حفريات عام 1992، ومن خلال إنشاء شبكة وجمع عينات محلية، تم تحديد الموقع السابق لموقد وسندان على الرغم من عدم وجود بقايا مباشرة لأي منهما. [ 1 ] يذكر آرني جوتيجارفي ثلاثة مواقع استُخدمت فيها رواسب قشور المطرقة وتركيزها لرسم خرائط لمناطق ورش الحدادة في بيوت الحفر التي تعود إلى عصر الفايكنج في الدنمارك والنرويج المعاصرتين. فعلى سبيل المثال، يكتب كيف كان الحداد نفسه يحجب الأرضية التي يقف عليها، تاركًا "ظلًا" في توزيع قشور المطرقة. [ 11 ] لذلك، فإن توزيع حراشف المطرقة لا يساعد فقط في تحديد موقع العناصر داخل ورشة العمل، بل يمكنه أيضًا أن يفيد الباحثين في معرفة مكان وقوف الحدادين أنفسهم.

إن اكتشافات ورش الحدادة التي تحتوي على قشور المطرقة موثقة جيداً، وعموماً يُعتبر وجود كميات كبيرة من قشور المطرقة كافياً لتحديد أن الاكتشاف عبارة عن ورشة حدادة. بل إن هناك أدلة على وجود قشور المطرقة في موقع يعود للعصر البرونزي في أبر باكليبري، غرب بيركشاير، مما يشير إلى وجود صناعة حديدية مبكرة في بريطانيا. [ 13 ]

مراجع

  1. 1 2 دونغورث، د. و ر. ويلكس. "دراسة عن قشور المطرقة". englishheritigage.org. 2007. "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) بتاريخ 15-07-2015 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 14-07-2015 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  2. فيلدهايزن، هـ. ألكسندر. "من الخبث والقشور؛ علم الطبقات الدقيقة والمواد المغناطيسية الدقيقة في الحفريات المعدنية." معهد الآثار بجامعة لندن. 2009. hdl : 1887/15866 .
  3. دونغورث، ديفيد؛ ويلكس، روجر (2009). "فهم قشور المطرقة: استخدام الأفلام عالية السرعة والمجهر الإلكتروني". علم المعادن التاريخي . 43 (1): 33-46 .
  4. 1 2 باين، سيباستيان. "الظل في الحدادة القديمة". علم الآثار البريطاني. مارس 2010. http://www.archaeologyuk.org/ba/ba111/science.shtml مؤرشف في 23 سبتمبر 2015 على موقع Wayback Machine .
  5. يونغ، تيم. "بعض الملاحظات الأولية حول قشور المطرقة وآثارها على فهم اللحام". الببليوغرافيا الأثرية البريطانية والأيرلندية.2011. http://www.biab.ac.uk/contents/202232
  6. 1 2 3 4 دورلينج، ب. "نيو وير فورج، ويتشيرش، هيرفوردشير: تقرير عن الحفريات في عامي 2009 و2010". علم آثار هيرفوردشير. ديسمبر 2011. "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) بتاريخ 15 يوليو 2015. تم الاطلاع عليها بتاريخ 14 يوليو 2015 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  7. فرينجي، جيوفانا. "علم آثار صناعة المعادن: دليل عملي للعاملين الميدانيين". وظائف وموارد علم الآثار البريطانية. 2014. http://www.bajr.org/BAJRGuides/35.%20Metalworking/35MetalworkingGuide.pdf
  8. ستارلينج، ديفيد. "قشرة المطرقة". جمعية علم المعادن التاريخي. أبريل 1995. http://hist-met.org/images/pdf/hmsdatasheet10.pdf
  9. 1 2 جرانت، جيم، جورين، سام، ونيل فليمنج. كتاب دورة علم الآثار: مقدمة في المواضيع والمواقع والأساليب والمهارات. نيويورك: روتليدج، 2015.
  10. كيز، لين. "خبث الحديد في المواقع الأثرية: مقدمة". جمعية علم المعادن التاريخي. http://hist-met.org/hmsslagintro.pdf
  11. 1 2 3 4 جوتيجارفي، آرني (2009) "الظل في الحدادة"، المواد وعمليات التصنيع. تايلور وفرانسيس. 1 سبتمبر 2009. https://www.academia.edu/1775682/The_Shadow_in_the_Smithy
  12. باول، أندرو ب.، ستيفاني نايت، لورين ميفام، كريس ج. ستيفنز، وسارة ف. وايلز. "نظام حقول من العصر الحديدي الأوسط والمتأخر، ومعالم حدائق من العصور اللاحقة في ستيدلين ريتريت، لينستيد، كينت". جمعية كينت الأثرية. (تاريخ النشر غير معروف). http://www.kentarchaeology.ac/archrep/lynsted01.pdf
  13. "صناعة الحديد المبكرة في أبر بلاكلبري، غرب بيركشاير". علم آثار كوتسوولد. 2003. http://www.cotswoldarchaeology.co.uk/highlight-3/